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向深海资源开发强国进军

2016-09-18 09:52:00    来源: 中国国土资源报    作者:何高文

深海成为研究生命起源、地球演化、气候变化等重大科学问题的前沿领域。

我国南海北部勘探天然气水合物初步形成天然气水合物综合探查、取样、成藏模拟技术体系。

建议启动深海钻探船建设,填补我国深海大型钻探能力空白。同时实施深海采矿工程。

深海蕴藏着宝藏,但要得到这些宝藏,就必须在深海进入、深海探测、深海开发方面掌握关键技术。据估计,大洋海底多金属结核总资源量约3万亿吨,有商业开采潜力的达750亿吨;海底富钴结壳中钴资源量约为10亿吨;太平洋深海沉积物中稀土资源量达880亿吨。另据预测,全球未来油气总储量40%将来自深海,未来替代能源“可燃冰”也主要来自深海。近年来,发达国家对深海进行的一系列探测研究及钻探计划,为人类认识地球开启了全新视角,深海成为研究生命起源、地球演化、气候变化等重大科学问题的前沿领域。

姜大明部长在近期召开的全国国土资源科技创新大会上强调,挺进深海是历史发展的必然,是实施海洋强国战略和“一带一路”战略的迫切需求,是时代赋予我们的重要使命。

国际深海资源探测技术突飞猛进

世界各国高度重视深海战略资源,美、英等海洋发达国家于20世纪70年代已完成多金属结核的勘查和采矿试验,近年来加拿大、英国等一些国家的深海矿业公司正在加紧采矿技术研发,迎接真正的商业开采时代的来临。截止2016年7月,经国际海底管理局核准的勘探合同区已达27个,是10年前的近4倍,申请主体既有政府,也有企业,反映出国际社会对深海资源表现出了前所未有的关注。

纵观国际趋势,深海资源探测技术向高精度、大深度、近海底和原位方向发展,勘探与识别、保真取样技术、资源范围圈定和资源量有效评价研究是深海海底矿产资源勘查技术的发展趋势和重点。大深度潜水器、深水多波束测深系统、近海底高精度地形地貌声学探测系统、多用途、轻便灵活的深海海底岩芯与沉积物取样钻机、生物、热液保压取样系统以及极端环境下运行的原位观测系统,已经成为西方国家进行海底资源勘查、评价和科学研究的必要装备和工具。

我国深海资源探测进展显著

我国自20世纪80年代中期,正式规模化开展深海国际海底多金属结核资源调查,先后在东太平洋海盆、西南印度洋中脊、西太平洋海山区分别获得了多金属结核、多金属硫化物和富钴结壳三种资源四块勘探合同区,为今后深海资源开发奠定了重要基础。

1999年首次开展海域天然气水合物资源调查,并于2007年首次钻获样品,成为国际上第四个通过钻探获得天然气水合物实物样品的国家。通过勘查与钻探,发现了两个超千亿方级天然气水合物矿藏。

我国还开展了一系列深海探查和取样装备的关键技术研发。针对深海矿产资源探查,我国已成功研制“蛟龙”号7000米载人潜水器、6000米级“潜龙一号”无人无缆潜水器(AUV)、深海底中深孔岩芯取样钻机等一系列深海探查和取样装备。我国863计划自2001年起支持研发了一批天然气水合物勘探技术和取样装备,为南海北部钻获天然气水合物样品、取得勘探突破性进展提供了技术支撑,初步形成天然气水合物综合探查、取样、成藏模拟技术体系。

我国深海探测面临四大难题

我国在深海资源探测方面取得了一定的进展,但仍面临四大主要困难:

深海探测技术起步晚,核心技术差距很大。如多波束测深系统、浅地层剖面测量系统、多道地震系统等大型深海探测设备主要依赖进口,国产深海探测装备产业化程度低。

深海钻探能力缺乏。目前天然气水合物保压取芯钻探主要依托国外技术;国内尚无大型钻探船实施深海钻探。

深海采矿能力停滞不前。目前仅完成135米湖试和深海扬矿泵输送系统海上试验,而美国海洋矿物公司在上世纪70年代已完成5200米级整体采矿试验。

深海基础研究缺乏引领性、全球性大科学计划。2011年启动的“南海深部计划”,成为我国深海科学第一个大规模基础研究计划,但该计划局限于南海,我国还没有在大洋区域领导自己的大科学计划。

我国深海探测的发展方向

实施深海探测战略,重点是围绕进入深海—认知深海—探查深海—开发深海这一主线,突破制约深海探测能力的核心关键技术。建议重点开展以下工作:一是坚持科技创新引领深海探测技术发展,在探测装备制造方面重点突破,逐步实现大型常用设备国产化;二是大力发展近海底探测作业系统,形成适应不同作业水深、不同作业环境的谱系化有缆/无缆、载人/非载人遥控高精度潜水器及其配套设备系列;三是开展海底观测网建设,形成覆盖我国管辖海域的监测体系;四是启动深海钻探船建设,填补我国这方面的空白;五是实施深海采矿工程,发展深海固体矿产、天然气水合物开采技术;六是引领国际深海大科学计划,推动地球系统科学的重大发展。

(作者单位:中国地质调查局广州海洋地质调查局)

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